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凭“空”发电!工程师利用石墨烯造出第一台温差发电设备

北极星储能网  来源:参考消息网    2018/3/9 9:30:06  我要投稿  
关键词: 石墨烯 发电 电力

北极星储能网讯:参考消息网3月2日报道美媒称,麻省理工学院的工程师们创造出了一种设备,看似可以凭空发电,实际上是利用了空气。该设备依赖于气温起伏来发电,而非阳光、电池或风力。

据美国国际财经日报网站2月27日报道,该设备被称为热敏谐振器,它综合使用了精心定制的材料。

麻省理工学院化学工程教授迈克尔˙斯特拉诺说:“我们建造了第一台热敏谐振器。它能放在桌上,看似凭空发电。我们身处的环境中一直有各种不同频率的气温起伏,这些是之前未被开发的能量来源。”

报道称,这样一套系统的材料需要在蓄热系数方面表现出色。蓄热系数描述了材料能够以多快的速度从周围环境中吸收或释放热量。蓄热系数是导热性与热容量的综合。前者指的是该材料能够以多快的速度传导热量,而后者指的是材料能够储存多少热量。

报道称,在大多数材料中,比如陶瓷,这两个特性中一个比较强,另一个就会比较弱——陶瓷导热性低,但热容量大。为规避这一问题,研究人员创造了一套系统,其基本结构是由镍或铜组成的泡沫金属,外面涂有石墨烯,这使得它具有更好的导热性能。接下来,研究者向泡沫金属中注入像蜡一样的相变材料,该材料被称为十八烷。十八烷可以在特定的气温区间内变成固体或液体。

麻省理工学院的研究生、新研究的第一作者安东˙科特里尔说:“相变材料储存热量,而石墨烯能够很快导热。”

报道称,当测试新材料样品时,结果显示,昼夜温差仅10摄氏度就使得该材料产生了350毫伏电势和1.3毫瓦功率。这足以为小型通信系统或环境传感器提供电能。

该设备如何工作呢?该系统的一侧收集热量,这一热量慢慢传导到另一侧,而另一侧则落后一些,以达到平衡。据斯特拉诺介绍,泡沫金属、石墨烯和十八烷的结合使得该材料成为“迄今为止文献记载中蓄热系数最高的材料”。

麻省理工学院博士后、新研究的共同作者弗拉基米尔˙科曼介绍,这样的系统也可以为探索其他星球的空间探测器提供持久的、低功率的能量来源。

澳大利亚皇家墨尔本理工大学工程学教授库鲁什˙卡兰塔尔-扎德称,这种方法“很新颖,前景广阔”。他还说:“它可以在收集余能方面发挥意想不到的作用。要与其他收集能量的技术竞争,总是需要更高的电压和功率。不过,我个人觉得,通过向这一概念投入更多研究,很有可能会获得更多。这是一项有吸引力的技术,近期内许多人可能会跟进。”

报道称,新研究发表在《自然˙通讯》杂志上,得到沙特阿拉伯的阿卜杜拉国王科学技术大学的奖金赞助。该大学希望利用这套系统为监测油气钻井井场的各种条件的传感器网络提供电力

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